View
3
Download
1
Category
Preview:
Citation preview
RAMIRO JOSÉ ESPINHEIRA MARTINS
A RADIAÇÃO ULTRAVIOLETA NA DESINFECÇÃO DE
ÁGUAS RESIDUAIS DOMÉSTICAS
1ª Edição
QUIPÁ EDITORA
2021
Copyright © Ramiro José Espinheira Martins s.
Todos os direitos reservados.
O conteúdo desta obra, os dados apresentados, bem como sua revisão
ortográfica e gramatical são de responsabilidade de seu autor, detentor de
todos os Direitos Autorais.
Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)
M386 Martins, Ramiro José EspinheiraA radiação ultravioleta na desinfecção de águas residuais domésticas /Ramiro José Espinheira Martins. ― Iguatu, CE : Quipá Editora, 2021.
50 p. : il. ISBN 978-65-89973-54-6
1.Águas residuais domésticas. 2.Radição ultravioleta. I. Título.
CDD 660
Obra publicada pela Quipá Editora em novembro de 2021.
www.quipaeditora.com.br @quipaeditora
SUMÁRIO
CAPÍTULO 1
INTRODUÇÃO........................................................................................................05
CAPÍTULO 2
DESINFECÇÃO POR UV – ASPECTOS TEÓRICOS....................................................08
2.1Espectro Electromagnético, Energia e Radiação UV........................................08
2.2Princípios Básicos de Óptica e Radiação UV....................................................11
2.3Métodos de Avaliação da Intensidade UV........................................................13
2.4Mecanismos da Desinfecção por UV................................................................16
2.5Cinética de Inactivação...................................................................................18
2.6Intensidade Aplicada e Intensidade Efectiva duma Radiação UV....................21
2.7Fotorreactivação e Recuperação no Escuro.....................................................24
CAPÍTULO 3
PROCESSOS DE DESINFECÇÃO POR MEIO DE RADIAÇÃO UV................................26
3.1Informações Preliminares................................................................................26
3.2Lâmpadas UV..................................................................................................27
3.2.1Factores que influenciam o desempenho das lâmpadas..............................30
3.3Desempenho do Processo de Desinfecção: Factores Físicos............................32
3.4Tipos de Processos..........................................................................................33
3.4.1Processos com lâmpadas emersas...............................................................34
3.4.2Processos com lâmpadas imersas................................................................36
CAPÍTULO 4
DIMENSIONAMENTO DE UMA UNIDADE DE DESINFECÇÃO POR RADIAÇÃO UV.....40
4.1Procedimento de Cálculo (reactor de lâmpadas emersas)...............................41
CAPÍTULO 5
MANUTENÇÃO E OPERAÇÃO.................................................................................44
5.1Aspectos Operacionais e de Manutenção........................................................44
5.2Segurança em Sistemas de Desinfecção por UV.............................................45
BIBLIOGRAFIA.......................................................................................................48
CAPÍTULO 1
INTRODUÇÃO
Os efeitos benéficos da luz solar sobre ferimentos, bem como na prevenção de
certas doenças, são conhecidos do homem há vários séculos. No século XVIII, Isaac
Newton, ao observar a passagem da luz solar através de um prisma de cristal,
descobriu a existência de radiações que não são visíveis ao olho humano.
Atualmente sabe-se que quantidades significativas de radiação visível são
produzidas pelo sol, e que uma importante fração dessas emissões é eficientemente
absorvida na atmosfera terrestre em níveis compatíveis com a vida na terra.
Em 1877, Downes e Blunt foram os primeiros investigadores a evidenciarem o
efeito da luz sobre bactérias e outros organismos.
Uma década mais tarde, os trabalhos realizados por Roux (1887), sobre culturas
de bactérias causadoras da difteria comprovaram que meios de cultura expostos à luz
solar eram incapazes de sustentar o crescimento bacteriano.
Ward (1892) investigou o efeito de radiação luminosa com diferentes
comprimentos de ondas sobre colónias de Bacillus anthracis e mostrou que a luz azul
era mais letal do que a luz vermelha.
Os efeitos bactericidas da radiação ultravioleta (UV) foram comprovados de
forma mais precisa por Barnard e Morgan (1903), que utilizaram correntes elétricas
para produzir radiações com comprimento de onda entre 226 nm e 328 nm.
Apesar da comprovada acção germicida, a aplicação da radiação UV na
desinfeção de efluentes praticamente não evoluiu no século XIX e na maior parte do
século XX. Dois fatores contribuíram para tal:
a) O lento desenvolvimento de lâmpadas germicidas, concomitante ao
desenvolvimento das lâmpadas fluorescentes, cuja comercialização em escala
ocorreu por volta de 1940;
b) O aparecimento da técnica de cloragem, ainda no século XIX, largamente
utilizada e com bons resultados na desinfeção.
5
A radiação ultravioleta na desinfecção de águas residuais domésticas
Nos tempos mais recentes, o emprego de radiação ultravioleta estendeu-se a
diversos sectores da atividade humana, com particular interesse devido à sua ação
germicida.
No tratamento de efluentes domésticos, a radiação UV mostra-se altamente
competitiva com a cloragem, nos casos em que a implantação de uma etapa adicional
de descloragem se torna necessária. Esta última etapa tem por função o controlo de
subprodutos tóxicos de cloro nos efluentes tratados, como os organoclorados
(trihalometanos e outros), que não são gerados nos processos de desinfeção por UV.
O emprego da radiação UV é, neste contexto, uma importante alternativa à
desinfeção química de águas residuais. Não ocorre a adição de qualquer tipo de
produto à corrente líquida, o que resulta em processos simples, de baixo custo e pouco
exigentes em termos de operação e manutenção.
Basicamente, a desinfeção com ultravioleta é conseguida pela exposição dos
microrganismos presentes no esgoto à radiação emitida por lâmpadas ultravioleta.
Essa exposição do efluente à radiação UV é feita em canais ou em tubagens sob
pressão, designados de reatores fotoquímicos, fotorreatores ou simplesmente reatores
UV.
Algumas das principais aplicações da desinfeção UV na atualidade são
enumeradas de seguida:
a) Desinfeção de água para abastecimento: municipal, hospitais, escolas, quartéis,
centros comunitários, hotéis e residências.
b) Desinfeção de efluentes: efluentes domésticos de condomínios, residências e
indústrias.
c) Comercial: aquicultura, laboratórios, aquários, restaurantes e padarias.
d) Industrial: farmacêutica, bebidas, eletrónica, alimentar, têxtil, cosméticos,
gráfica, etc.
e) Proteção para outras tecnologias de tratamento de água: membranas (osmose
reversa e ultrafiltração), resinas de desionização, filtros de carvão ativado.
6
A radiação ultravioleta na desinfecção de águas residuais domésticas
f) Aplicações de UV no ar: exaustão de tanques, ar comprimido estéril e condutas
de ar condicionado.
A Tabela 1 resume as principais vantagens e desvantagens dos processos de
desinfeção por UV em relação aos demais processos disponíveis atualmente.
Tabela 1.Principais vantagens e desvantagens da aplicação da radiação ultravioleta
na desinfeção de águas residuais domésticas (Usepa, 1999).
Vantagens Desvantagens
● A desinfeção com UV é efetiva na
inativação de muitos vírus, esporos e
cistos.
● Baixas dosagens podem não ser efetivas
na inativação de alguns vírus, esporos e
cistos.
● A desinfeção com UV é um processo físico
que, contrariamente aos desinfetantes
químicos, elimina a necessidade de gerir,
manusear, transportar e armazenar
produtos químicos tóxicos / perigosos /
corrosivos.
● Os microrganismos podem, às vezes,
reparar e reverter os efeitos destrutivos
da radiação UV por meio de um
mecanismo de reativação
(fotorreativação), ou na ausência de luz
(recuperação no escuro).
● Não gera efeitos residuais prejudiciais ao
homem ou vida aquática.
● Necessidade de um programa preventivo
para controlo da formação de biofilmes
no reator.
● A desinfeção com UV é facilmente
controlada pelos operadores.
● Sólidos suspensos totais e turvação do
efluente prejudicam a eficiência de
inativação.
● A desinfeção com UV tem um tempo de
contacto menor quando comparada com
outros agentes desinfetantes (20 a 30
segundos com lâmpadas de baixa
pressão).
● Os custos da desinfeção UV não são
competitivos com a cloragem, mas
tornam-se competitivos quando
comparados com o processo de
cloragem-descloragem.
● O equipamento de desinfeção UV requer
menos espaço que outros métodos.
7
A radiação ultravioleta na desinfecção de águas residuais domésticas
CAPÍTULO 2
DESINFECÇÃO POR UV – ASPECTOS TEÓRICOS
2.1 Espectro Electromagnético, Energia e Radiação UV
A luz pode ser caracterizada como parte do espectro de ondas eletromagnéticas, que
cobre uma grande faixa de comprimentos de ondas, desde os raios X (≤10–9 m) até
ondas de rádio (comprimento de onda: ≥1 m) (Figura 1).
As radiações eletromagnéticas com comprimentos de onda curtos, caso da luz
ultravioleta, assumem comportamento corpuscular (fotões) governado pela física
quântica (Chang, 1977).
Figura 1.Localização da faixa de comprimento de onda UV, dentro das radiações
eletromagnéticas e espectro visível (Ryer, 1997).
A quantidade de energia de um fotão é inversamente proporcional ao comprimento de
onda da radiação emitida, de acordo com a Equação 1.
AhCE )/( (1)
8
A radiação ultravioleta na desinfecção de águas residuais domésticas
(1)
em que:
E , energia associada a um determinado comprimento de onda (kcal/mol);
h , constante de Planck (1,583×10–37 kcal.s);
C , velocidade da radiação eletromagnética no vácuo (3×1017 nm/s);
, comprimento de onda da radiação eletromagnética (nm);
A , número de Avogadro (6,023×1023 fotões/mol).
Daqui resulta que, a radiação infravermelha com comprimento de onda superior
a 1200 nm e baixa energia associada, é praticamente incapaz de causar uma
modificação química nos compostos. O seu principal efeito é o aumento da
temperatura, resultado da conversão da energia associada à radiação em calor.
Por outro lado, se a absorção de um fotão por uma molécula promove a sua
fotólise, a energia dos fotões é suficiente para romper uma ligação específica ou várias
ligações entre os átomos que compõem a molécula fragmentada.
O termo fotólise refere-se à interação da radiação luminosa com as moléculas,
provocando a rutura das ligações químicas, fragmentando-as. As modificações
fotoquímicas ocorrem comummente associadas às radiações com comprimento de
onda entre 1200 e 200 nm. Proteínas e ácidos nucleicos absorvem intensamente a
radiação na faixa de 100 a 280 nm, o que resulta em modificações fotoquímicas que
podem desequilibrar o metabolismo das células e, eventualmente conduzir à sua
morte. Assim, a região mais efetiva do espectro situa-se em torno do comprimento de
onda de 260 nm, em que a energia é absorvida com maior intensidade pelos ácidos
nucleicos.
De acordo com a Equação 1, a energia associada à radiação com esse
comprimento de onda é de 110 kcal/mol, valor superior ao limite de vários sistemas
biológicos (Tabela 2).
9
A radiação ultravioleta na desinfecção de águas residuais domésticas
Tabela 2.Energia de ligação para vários sistemas biológicos (WEF, 1996).
Ligação Energia de dissociação da ligação(kcal/mol)
O−H 110 – 111
C−H 96 – 99
N−H 93
C O 173 – 181
C−N 69 – 75
C C 146 – 151
C−C 83 - 85
A luz ultravioleta pode ser dividida em três faixas, de acordo com os efeitos
provocados nos seres vivos:
● UV-A: radiação com comprimento de onda entre 315 nm (90,8 kcal/mol) e 400
nm (71,5 kcal/mol). É o menos perigoso para os seres humanos, devido à baixa
energia. É o tipo de radiação UV utilizada para causar fluorescência em materiais,
sendo muito utilizado em fototerapia e câmaras de bronzeamento (Ryer, 1997).
● UV-B: comprimento de onda entre 280 (102 kcal/mol) e 315 nm (90,8 kcal/mol).
Trata-se da forma mais destrutiva da luz UV, dado que possui energia suficiente para
provocar danos em tecidos biológicos e em quantidade mínima para não ser
completamente absorvida na atmosfera. É a forma de radiação UV responsável pelo
aparecimento de cancro da pele (Ryer, 1997).
● UV-C: comprimento de onda compreendido entre 200 (143 kcal/mol) e 280 nm
(102 kcal/mol); radiação com propriedades germicida. Os fotões de luz nesta faixa
apresentam quantidades significativas de energia que, na colisão com o oxigénio
originam ozono e são absorvidos em poucas centenas de metros (Ryer, 1997; Chang,
1977). O comprimento de onda de maior efeito bactericida é o de 254 nm (112,6
kcal/mol) (Figura 2), e corresponde à emissão máxima das lâmpadas de baixa
pressão de vapor de mercúrio. No entanto, a absorção máxima de radiação
ultravioleta ocorre a 260 nm. A faixa germicida ótima para inativação de
microrganismos é no intervalo de comprimento de onda entre 245 nm (116,7
kcal/mol) e 285 nm (100,4 kcal/mol).
10
A radiação ultravioleta na desinfecção de águas residuais domésticas
Figura 2.Efeito germicida em função do comprimento de onda da radiação UV.
2.2 Princípios Básicos de Ótica e Radiação UV
Na perspetiva de uma maior compreensão dos mecanismos e dos processos
envolvidos na desinfeção de águas residuais domésticas por radiação ultravioleta,
apresentam-se de seguida algumas definições e conceitos básicos da física, aplicados à
radiação UV.
Fonte de energia UV (S): é a energia (W) emitida em todas as direções por uma
fonte.
ntensidade (I): define-se como a energia total incidente em todas as direções num
elemento infinitesimal de área transversal dA, contendo o ponto considerado. No
sistema internacional SI, a unidade de intensidade é W.m–2, entretanto, é comum o uso
de mW/cm2 (1 mW/cm2 = 10 W/m2). Para um ponto à distância de um raio r, de uma
fonte pontual e em meio não absorvente, a intensidade pode ser dada pela Equação 2
(Ryer, 1997).
24 r
SI
(2)
em que:
I , intensidade UV num ponto;
S , energia total emitida pela fonte;
r , raio desde a fonte pontual.
11
A radiação ultravioleta na desinfecção de águas residuais domésticas
(2)
Dose UV (dose): é o principal parâmetro de projeto e controlo operacional da
desinfeção UV, sendo definida como o produto da intensidade de radiação I e do
tempo de exposição t. No SI a dose é expressa em J m–2, contudo, é mais comum o uso
de mW.s.cm2 ou mJ cm–2 (1 mJ cm-2 = 1 mWs/cm2=10 J m-2). A dose de radiação
ultravioleta é obtida pela Equação 3.
tIdose (3)
em que:
I , intensidade UV;
t , tempo de exposição à radiação.
Absorvância e Lei de Beer-Lambert: a radiação UV não é transmitida num meio
com intensidade constante e equivalente à gerada na fonte. A partir da fonte ocorre
um efeito de atenuação, devido à absorção da radiação originalmente emitida no
próprio meio. Com o intuito de estimar esta atenuação para efeito de projeto, é comum
empregar-se o termo coeficiente de absorvância ( ) para corrigir a absorvância do
meio, de acordo com a Equação 4.
)10ln(A (4)
em que:
, coeficiente de absorvância;
A , absorvância a 254 nm (cm-1).
A absorvância de uma radiação luminosa (com um dado comprimento de onda)
através de um líquido pode ser quantificada por espectrofotometria, obtendo a energia
absorvida por unidade de profundidade. A relação entre absorvância e transmitância é
mostrada na Equação 5:
AT 10100(%) (5)
em que:
T , transmitância (%);
A , absorvância (cm-1).
12
A radiação ultravioleta na desinfecção de águas residuais domésticas
(3)
(4)
(5)
A variação da intensidade média efetiva de determinada radiação num meio
pode ser descrita pela Lei de Beer-Lambert (Chang, 1977) (Equação 6).
).exp(1.0 LL
IImédio
(6)
em que:
0I , intensidade UV aplicada no meio líquido;
L , percurso ótico (cm).
Refração e reflexão: a radiação ultravioleta obedece a leis da refracção (Snell) e
reflexão (Fresnel) utilizadas na física ótica da luz visível. Entretanto, os índices de
refracção e reflexão variam conforme o comprimento de onda (Bolton, 2000). Portanto,
poucos são os materiais que apresentam uma elevada reflexividade da radiação UV e
nem sempre são bons reflectores de luz visível. Por ex.: o aço inoxidável reflete cerca
de 20% de radiação UV a 254 nm, seguido do cobre, com cerca de 10%, e espelho
polido com aproximadamente 7% (Blatchley III, 1997). Bolton (2000) propôs que os
efeitos de reflexão e refração sejam desprezados no caso de desinfeção de efluentes
com menos de 90% de transmitância.
2.3 Métodos de Avaliação da Intensidade UV
A intensidade da radiação UV emitida por uma fonte é indispensável para o
cálculo da dose de UV a aplicar num processo de desinfeção. A sua grandeza num dado
ponto do reactor UV varia com a fonte geradora de UV, o layout da fonte em relação ao
efluente e da transmitância da radiação através do meio líquido (Usepa, 1986).
Os principais métodos para estimativa da intensidade média num reator UV
(bioavaliação, actinometria, modelação matemática e medição direta) são
apresentados de seguida (Tchobanoglous et al., 1996).
Bioavaliação: procedimento que usa uma cultura pura de um organismo indicador
sensível à radiação UV, geralmente constituída por esporos de Bacillus subtilis
(Sommer et al., 1997).
Em ensaios cinéticos obtém-se o decaimento da densidade do indicador em
função de doses específicas de radiação UV, gerando uma curva de calibração. Então, o
microrganismo é injetado na unidade em funcionamento contínuo e, a intervalos de
13
A radiação ultravioleta na desinfecção de águas residuais domésticas
(6)
tempo regulares, são recolhidas amostras para quantificação do indicador. A dose
equivalente é estimada a partir da curva de calibração e, num gráfico dose versus
tempo, obtém-se a intensidade média pelo declive da reta ajustada aos pontos
experimentais (Usepa, 1986; WEF, 1996).
Este método de determinação requer um trabalho de laboratório fiável e preciso,
e pode ter custo elevado quando comparado com outros métodos. Entretanto, pode ser
utilizado para calibração de instrumentos de medição direta (Sommer et al., 1997).
Actinometria: neste método são utilizadas substâncias que sofrem reações
fotoquímicas a comprimentos de onda específicos (substâncias actinométricas).
As substâncias utilizadas devem apresentar produção máxima de foto-produtos,
estáveis e mensuráveis, quando expostas a uma radiação específica. A solução
actinométrica é introduzida no reator e, a intervalos de tempo pré-definidos, são
recolhidas amostras para determinar a concentração de foto-produtos. Como exemplos
de actinómetros químicos podem citar-se o ferrioxalato de potássio, o oxalato de uranil
e o ácido cloroacético, entre outros.
A utilização de ferrioxalato de potássio como actinómetro foi introduzida por
Hatchard e Parker em 1956 (Harris et al., 1987), e continua em uso devido à relativa
facilidade de utilização. Contudo, esta técnica é muito sensível a variações de
procedimento, pelo que deve ter-se muito cuidado em todos os passos, de modo a
assegurar dados consistentes e fiáveis.
Embora similar ao método da bioavaliação, a actinometria exige equipamento
laboratorial e mão-de-obra qualificada, além de que a execução dos ensaios requer um
pH baixo.
Modelação matemática: com o uso generalizado de computadores, a modelação por
meio do modelo matemático PSS (Point Source Summation) é normalmente utilizada
para estimar a intensidade média num reator (WEF, 1996).
No modelo PSS a lâmpada é simulada como uma série de pontos de radiação
colineares – fontes. A intensidade em qualquer ponto na zona irradiada é estimada
somando as contribuições de intensidade de cada fonte pontual. A atenuação da
intensidade da radiação UV deve-se basicamente a dois mecanismos: a dissipação e a
absorção (Usepa, 1986).
14
A radiação ultravioleta na desinfecção de águas residuais domésticas
A Equação 7 representa de forma genérica a intensidade emitida por uma
lâmpada num ponto, devendo atender-se à configuração física do reator para execução
da modelação.
n
i
RLrr
nSzRI
12
)/exp(.4
/),(
(7)
em que:
R , distância radial do eixo da lâmpada ao ponto;
z , coordenada do ponto em relação ao eixo da lâmpada;
S , energia total da fonte;
n , número de fontes pontuais em que a lâmpada foi dividida;
r , distância do ponto à fonte pontual;
, coeficiente de absorvância do meio líquido;
L , caminho óptico no meio líquido.
Neste modelo não são considerados os efeitos de reflexão e refração. Contudo,
para uma maior precisão deve utilizar-se uma maior quantidade de fontes pontuais, o
que aumenta o tempo computacional requerido para a análise.
Medição direta – radiometria: é o método mais utilizado na estimativa da
intensidade, devido à sua simplicidade.
São utilizados radiómetros equipados com detetores providos de filtros, para
determinar a intensidade a um comprimento de onda específico. A precisão dos valores
obtidos está associada à sensibilidade do equipamento e à quantidade de medições
feitas em diferentes pontos do reator. Entretanto, como a maioria dos sensores
apresenta uma resposta de acordo com a lei do cosseno, as leituras para radiação
incidente em ângulos horizontais menores que 30º são minoradas. Como
consequência, medições próximas da fonte emissora de energia não são válidas (Ryer,
1997).
Severin e Roessler (1998), a partir de modelação matemática e testes
radiométricos, propõem o limite mínimo de quatro centímetros para a distância do
ponto de medição, com o objetivo de se poder ter confiança nas leituras obtidas. A
modelação matemática pode ser utilizada para confirmar o comportamento da
intensidade obtida por medição direta (Blatchley III, 1997).
15
A radiação ultravioleta na desinfecção de águas residuais domésticas
(7)
2.4 Mecanismos da Desinfeção por UV
A desinfeção por radiação UV baseia-se em alterações por fotólise do material
genético (DNA, RNA) dos microrganismos presentes na água residual.
O DNA é um polímero de ácidos nucleicos, constituído por uma sequência de
quatro bases nitrogenadas (adenina, citosina, guanina e timina) que constituem o
suporte químico da hereditariedade e controlador dos processos vitais em todos os
organismos. Essas bases formam as chamadas bases emparelhadas (adenina com
timina e citosina com guanina), ligadas por pontes de hidrogénio (Figura 3a). São essas
ligações que fazem com que as duas fitas do DNA permaneçam ligadas, dando origem
à estrutura conhecida como dupla hélice.
As moléculas de DNA dos organismos a inativar absorvem radiações com
comprimento de onda entre 200 e 300 nm, com especial destaque em torno de 260
nm, que alteram a sua composição e por essa via comprometem a sua funcionalidade
(Chang, 1977).
A radiação UV atravessa a parede celular e é absorvida pelos ácidos nucleicos e,
em menor extensão, pelas proteínas e por outras moléculas biologicamente
importantes. A energia absorvida rompe as ligações não saturadas, principalmente as
bases nitrogenadas pirimídicas, provocando a dimerização de pirimidinas adjacentes de
um mesmo fio do cromossoma do DNA (White et al., 1986) (Figura 3b). Como
consequência das alterações provocadas pela radiação UV formam-se diversos
dímeros, tais como: timina–timina, timina–citosina e citosina–citosina. As moléculas
pirimídicas resultantes, uma vez unidas, deformam a estrutura helicoidal do DNA e
dificultam a replicação do ácido nucleico. Caso a replicação ocorra, as novas células
serão mutantes descendentes incapazes de se duplicar (WEF, 1995).
Figura 3.Efeito da radiação UV sobre a cadeia de DNA da bactéria.
16
A radiação ultravioleta na desinfecção de águas residuais domésticas
A resistência dos diferentes organismos patogénicos à inativação por radiações
UV varia de acordo com a espécie, sendo este um dos principais parâmetros de
dimensionamento dos reatores UV para desinfeção.
A Tabela 3 apresenta uma compilação das doses de UV para inativação de
diversos organismos (patogénicos ou não para os seres humanos). De modo geral,
bactérias e vírus são muito sensíveis à radiação UV, bastando doses efetivas da ordem
de 20 mWs/cm2 para inativar a maioria das espécies. Contudo, o mesmo não sucede
para protozoários e helmintos, dotados de proteções naturais que permitem a sua
sobrevivência em ambientes adversos. As formas encistadas dos protozoários e os ovos
de helmintos são muito resistentes à radiação UV, pelo que requerem doses
extremamente elevadas, o que na maioria dos casos é extremamente dispendioso,
para que resulte numa inativação eficiente. Assim, esses organismos devem ser retidos
ou eliminados nas etapas do tratamento que precedem a desinfeção UV, o que, em
função do seu tamanho, geralmente ocorre por sedimentação ou filtração.
Tabela 3.Doses de radiação UV para inativar bactérias, vírus, protozoários, algas,
helmintos e leveduras (Treij, 1995; WEF, 1996).
Bactéria Dose UV(mWs/cm2)
Vírus Dose UV(mWs/c
m2)
Agrobacterium lumefaciens
8,5 Hepatite infecciosa 8
Bacillus anthracis 8,7 Influenza 6,6
Bacillus anthracis (esp. Antrax)
46,2 Rotavírus 24
Bacillus paratyphosus 6,1
Bacillus subtilis 11 Protozoários e Helmintos
Clostrdium tetani 23,1 Cistos de Giardia lamblia 100
Corynebacterium diphtheriae
6,5 E. hystolytica 84
Dysentery bacilli 4,2 Ovos de nematodos 40
Eberthella typhosa 4,1
Escherichia coli 6,6 Algas
Espécies de Salmonella 15,2 Chlorella vulgaris 22
Esporos Bacillus subtilis 22 Alga azul-verde 420
Legionella bozemanii 3,5
Legionella pneumophila 12,3 Fungos
Leptospira interrogans 6 Aspergillus amstelodami 77
17
A radiação ultravioleta na desinfecção de águas residuais domésticas
Micrococcus candidus 12,3 Aspergillus glaucus 88
Tabela 3.Doses de radiação UV para inativar bactérias, vírus, protozoários, algas,
helmintos e leveduras (Treij, 1995; WEF, 1996) (cont.)
Bactéria Dose UV(mWs/cm2)
Vírus Dose UV(mWs/c
m2)
Mycobacterium tuberculosis
10 Aspergillus niger 330
Pseudomonas aeruginosa 10,5 Penicillium digitatum 88
Salmonella enteritidis 7,6 Penicillium expansum 22
Salmonella paratyphi (febre entérica)
6,1 Rhizopus nigricans 220
Salmonella typhi (febre tifóide)
7
Shigella dysenteriae (disenteria)
4,2 Leveduras
Staphylococcus aureus 6,6 Levedura do pão 8,8
Streptococcus faecaila 10 Levedura da cerveja 6,6
Streptococcus hemolyticus 5,5 Saccharomyces cerevisiae 13,2
Vibrio comma (cólera) 6,5 Saccharomyces ellipsoideus 13,2
2.5 Cinética de Inativação
A Lei de Chick, aplicada à desinfecção por radiação UV, baseia-se na similitude
do processo de desinfecção com uma reacção cinética de primeira ordem, segundo a
Equação 8 (Usepa, 1986).
kNdt
dN (8)
em que:
k , constante de inativação (s-1);
N , concentração de microrganismos vivos num instante t (organismos/100 ml).
18
A radiação ultravioleta na desinfecção de águas residuais domésticas
(8)
Por integração da Equação 8 obtém-se:
).exp(0
dosekN
N (9)
em que:
0N , concentração de microrganismos no afluente (organismos/100 ml);
dose , tI (mWs/cm2) (ver Equação 3);
t , tempo de exposição à radiação UV (s).
Esta equação teórica pode utilizar-se para prever a eficiência da desinfeção UV
nos seguintes casos: i) a absorção da radiação UV no meio é muito baixa; ii) a
intensidade UV aplicada aos microrganismos é homogénea; iii) o comportamento
hidráulico da unidade é próximo do pistão; iv) a sensibilidade da população em relação
à radiação UV é homogénea.
Contudo, na desinfeção de esgotos tratados, a agregação ou oclusão dos
microrganismos nas partículas de matéria em suspensão impede a penetração da
radiação ultravioleta, o que reduz a eficiência da inativação e gera um efeito de cauda
na curva dose versus resposta (Figura 4).
Como alternativa à Equação 9, tendo em vista os efeitos da presença de matéria
particulada em suspensão, pode ser utilizada a seguinte Equação (Usepa, 1986):
pD NdosekNN ).exp(. (10)
em que:
DN , concentração de microrganismos dispersos no afluente (organismos/100 ml);
pN , concentração de microrganismos associados à matéria particulada
(organismos/100 ml);
0N , concentração de microrganismos no afluente, pD NNN 0
(organismos/100 ml).
19
A radiação ultravioleta na desinfecção de águas residuais domésticas
(9)
(10)
Figura 4.Efeitos das partículas de matéria em suspensão na desinfeção por UV.
O valor de pN pode ser estimado para amostras expostas a altas doses, a partir
do ajuste à Equação 11 (WEF, 1996).
bp SSTaN (11)
em que:
ba, , coeficientes empíricos obtidos no ajuste;
SST , sólidos suspensos totais presentes na amostra (mg.L-1).
A radiação UV, mesmo que reduzida, pode atingir os organismos associados às
partículas em suspensão. A Equação 12, desenvolvida por Emerick et al. (2000),
ajustou de forma razoável os dados experimentais para a inativação de coliformes
fecais em efluentes secundários e terciários.
)exp(1)exp( dosekdosek
NdosekNN p
D
(12)
em que:
N , concentração de microrganismos dispersos no efluente (organismos/100 ml);
DN , concentração de microrganismos dispersos no afluente (organismos/100 ml);
pN , concentração de microrganismos associados à matéria particulada
(organismos/100 ml);
0N ,concentração de microrganismos no afluente, pD NNN 0
(organismos/100 ml).
20
A radiação ultravioleta na desinfecção de águas residuais domésticas
(11)
(12)
A aplicação do modelo em ensaios de desinfeção por UV de efluentes terciários,
é ilustrada pela Figura 5.
Figura 5.Resultados experimentais e ajuste do modelo cinético; inactivação de
Escherichia coli num efluente terciário.
2.6 Intensidade Aplicada e Intensidade Efetiva duma Radiação UV
Na secção anterior abordou-se o efeito da concentração de sólidos suspensos e
da quantidade de partículas associadas aos microrganismos na água residual, na
determinação da quantidade de radiação necessária para atingir e inactivar os
organismos alvos.
Por outro lado, sabe-se que a capacidade de absorção de energia por alguns
compostos químicos presentes no esgoto reduz a radiação UV antes que ela atinja o
alvo. Quanto maior a concentração destes compostos no efluente, menor a
disponibilidade de radiação UV e sua consequente absorção pelos organismos.
A Tabela 4 apresenta alguns compostos químicos presentes nos esgotos
domésticos e respetivos efeitos na desinfeção por UV.
21
A radiação ultravioleta na desinfecção de águas residuais domésticas
Tabela 4.Características da água residual doméstica e respetivos efeitos na
desinfeção por UV (Usepa, 1999).
Características da água residual Efeitos na desinfeção por UV
Azoto amoniacal Nenhum detetado
Nitrito Nenhum detetado
Nitrato Nenhum detetado
Carência Bioquímica de Oxigénio (CBO5)
Nenhum detetado. Contudo, se grandeparte da CBO5 é húmica e/ou decompostos não saturados, a transmissãoda radiação UV pode ser diminuída.
Dureza
Interfere na solubilidade de metais quepodem absorver a luz UV.
Pode ocorrer a precipitação decarbonatos nos tubos de quartzo.
Materiais húmicos e ferro Alta absorvância de radiação UV.
pH Altera a solubilidade de metais ecarbonatos.
Sólidos Suspensos Totais (SST) Absorve a radiação UV e protegemicrorganismos no interior daspartículas.
A intensidade média da radiação UV aplicada num reator pode ser determinada
de acordo os métodos descritos anteriormente neste trabalho. Alguns trabalhos
utilizam a Lei de Beer-Lambert (Equação 6) para correção da intensidade aplicada e
consequente determinação da intensidade média efetiva na desinfeção UV.
A quantidade de radiação UV na água residual pode ser quantificada por
espectrofotometria, a um comprimento de onda de 254 nm, obtendo-se a Absorvância
por unidade de profundidade. Por questões práticas, os resultados também se podem
exprimir em função da intensidade ou da dose aplicada, desde que conhecidas as
características de absorvância das amostras analisadas. A conversão dos resultados
pode ser feita recorrendo à Equação 6.
Exemplo: cálculo da dose efetiva de radiação UV a partir das características
da água residual.
Calculo das doses de radiação UV, aplicada e efetiva, numa amostra de esgoto tratado
(SST = 30 mg.L-1 e Transmitância de 42,5%).
22
A radiação ultravioleta na desinfecção de águas residuais domésticas
A amostra foi exposta na sua superfície a uma radiação com uma intensidade UV de
1,33 mW.s-2 durante um período de 90 s; a espessura do líquido no recipiente irradiado
foi de 4 cm.
A dose aplicada pode ser calculada a partir de:
2mJ/cm ; tIDaplicada 0
em que:
2mW/s 33,10 I
s 90t
Então:
2mJ/cm 1209033,1 aD
A partir do valor de Transmitância determina-se a Absorvância:
-1cm 372,0)100/5,42( LogA
O coeficiente de absorvância vem:
0,857 372,0303,2303,2 A
A intensidade média no meio pode ser obtida pela Lei de Beer-Lambert (Equação 6):
2mW/cm ).exp(1.0 LL
IIm
Logo,
2mW/cm 375,0)4857,0exp(14857,0
33,1
mI
A dose efetiva é obtida por:
22 mJ/cm mJ/cm t 8,3390375,0 mID
23
A radiação ultravioleta na desinfecção de águas residuais domésticas
2.7 Fotorreativação e Recuperação no Escuro
Os organismos possuem mecanismos, adquiridos por evolução natural, que lhes
permitem recuperar lesões causadas por fontes externas, selecionando e preservando
as espécies. Esses mecanismos são variáveis entre as espécies, podendo variar até
dentro da mesma espécie, o que depende da organização biológica e da lesão sofrida.
O resultado final da exposição dos microrganismos à radiação ultravioleta, ou
seja, a inativação total ou parcial destes, reflete a relação mútua entre a formação de
fotoprodutos letais e sua remoção por processos de recuperação que visam impedir a
letalidade, preservando a espécie. Assim, ao avaliar a eficiência da desinfeção por
radiação ultravioleta, deve dedicar-se atenção aos microrganismos capazes de se
recuperar após a irradiação (Chernicharo, 2001).
A fotorreactivação é um fenómeno que pode afetar negativamente a
performance de um sistema de desinfeção por UV. São diversas as variáveis envolvidas
na previsão dos efeitos de reparação nos sistemas em estações de tratamento de
águas. A luz solar, que difere em intensidade e distribuição espectral de acordo com a
estação do ano, hora do dia e existência de nuvens, bem como as características do
efluente, afetam a penetração dos raios fotorreactivantes, assim como as próprias
condições do corpo recetor. Corpos recetores com baixa turvação, e rasos, são mais
susceptíveis à fotorreativação, enquanto os com alta turvação e profundos são menos
susceptíveis (Usepa, 1986). Além disso, a extensão do fenómeno depende da dose de
radiação aplicada para desinfeção. Quanto maiores as doses aplicadas, menores os
efeitos da fotorreativação.
São dois os principais mecanismos de recuperação dos microrganismos
irradiados com ultravioleta:
● Reversão das alterações produzidas pela radiação UV - fotorreativação.
A recuperação é obtida por meio de reações fotoenzimáticas que produzem in
situ os dímeros de piridina pela ação de uma enzima na presença de radiação com
comprimento de onda entre 300 a 500 nm.
● Substituição dos nucleótidos lesados pela radiação ultravioleta - recuperação no
escuro.
A substituição pode ser feita por meio de remoção da parte lesada e de uma
sequência de nucleótidos adjacentes, com posterior re-síntese da sequência
24
A radiação ultravioleta na desinfecção de águas residuais domésticas
original de nucleótidos. Este processo denomina-se recuperação por excisão- re-
síntese, e é feito na ausência de luz.
Em certa medida, a fotorreativação aumenta a resistência dos microrganismos à
radiação ultravioleta. Esse facto é particularmente importante nas situações em que o
efluente desinfetado é lançado em sistemas recetores abertos, como rios e lagos. A luz
solar ao incidir nesses sistemas pode reativar uma parcela significativa dos
microrganismos inativados.
No caso de doses elevadas de radiação, a quantidade de dímeros é maior que a
capacidade de recuperação do microrganismo, não havendo tempo para reverter todas
as alterações antes que se inicie a duplicação da célula.
Considerando os fatores ambientais que influenciam a fotorreativação, esta pode
ser controlada, aumentando a dose de radiação no sistema de desinfeção. É importante
salientar que o efeito da fotorreativação pode ser reduzido, mas nunca eliminado.
25
A radiação ultravioleta na desinfecção de águas residuais domésticas
CAPÍTULO 3
PROCESSOS DE DESINFECÇÃO POR MEIO DE RADIAÇÃO UV
3.1 Informações Preliminares
Os principais componentes de um processo de desinfeção UV são as lâmpadas
do tipo arco de mercúrio, a fonte de energia, as reactâncias eletrónicas e a câmara de
contacto. As reactâncias eletrónicas têm a função de limitar a corrente elétrica sobre as
lâmpadas, sem o que estas seriam destruídas. A eficiência de um processo de
desinfeção de esgotos por radiação UV depende dos seguintes fatores:
● Características do afluente
Conforme as informações já apresentadas neste trabalho, sabe-se que elevadas
concentrações de coloides e partículas na água residual influenciam
negativamente a desinfeção.
Quanto mais clarificado for o afluente ao processo, melhor será o seu
desempenho de desinfeção. O caudal afluente e a quantidade de organismos a
serem inativados, também são fatores importantes que influenciam o processo.
● Intensidade da radiação UV aplicada
A intensidade da radiação UV deve ser suficiente para suplantar todos os
obstáculos já apontados. Tal deve ocorrer em todos os pontos do reator UV, sob
pena de haver perda de eficiência em função da existência de regiões
insuficientemente irradiadas.
Outros fatores que afetam a intensidade são a idade e acumulação de resíduos
das lâmpadas, bem como a sua localização no reator.
● Comportamento hidrodinâmico do reator
O escoamento hidráulico do reator deve ser o mais próximo possível do tipo
pistão, com mistura axial suficiente para maximizar a exposição da massa
líquida à radiação UV.
O reator deve ser projetado de forma a evitar curto-circuitos e zonas mortas, que
conduzem a uma utilização ineficiente da energia e à redução do tempo de
exposição dos microrganismos à radiação UV.
O tempo de exposição dos microrganismos à radiação UV depende do percurso
efetuado ao longo do reator e determina a quantidade de radiação a que serão
expostos. Como a dose de UV depende da variável tempo, o período de
26
A radiação ultravioleta na desinfecção de águas residuais domésticas
permanência de todos os organismos-alvo deve ser o suficiente para alcançar a
dose efetiva mínima para a sua inativação.
● Configuração do reator
A existência de zonas mortas e de curto-circuitos, assim como de regiões
expostas a maiores ou menores intensidades de radiação, dependem da
configuração do reator.
Outros componentes, como o tipo de lâmpada e a existência de dispositivos de
limpeza para eliminação do biofilme sobre lâmpadas, também são importantes.
Tendo presente a influência do nível de clarificação do esgoto tratado na
eficiência da desinfeção, a inserção dos processos UV no fluxograma de tratamento
geralmente ocorre após a etapa de tratamento secundário aeróbio.
Isso não significa que um processo UV não possa ser utilizado diretamente para
desinfeção de efluentes em processos anaeróbios ou de lagoas de estabilização
facultativas, por exemplo. Porém, em função dos níveis de turvação que caracterizam
esses efluentes, as doses necessárias para obter efluentes de qualidade são muito
elevadas e, em geral, anti-económicas do ponto de vista operacional.
3.2 Lâmpadas UV
Além da radiação UV natural presente na luz solar, pequenas frações de radiação
UV artificial podem ser emitidas por lâmpadas comuns, de halogéneo e fluorescentes,
telas de computadores, entre outras.
A desinfeção de água e águas residuais, requer quantidades de radiação UV
muito superiores a estas, o que é obtido utilizando lâmpadas de vapor de mercúrio.
As lâmpadas germicidas de baixa pressão de mercúrio e baixa intensidade de
radiação UV são as mais comuns, sendo constituídas por um tubo de quartzo com um
elétrodo de tungsténio em cada extremidade. O tubo é preenchido com vapor de
mercúrio a baixa pressão e um gás inerte, geralmente árgon, de que resulta a luz azul-
esverdeada vista na lâmpada em funcionamento.
Uma reactância eletrónica garante a aplicação e a estabilização de voltagem nos
elétrodos, possibilitando a descarga elétrica no interior do tubo. Os eletrões, ao
colidirem com os átomos de mercúrio, libertam a radiação UV, na maior parte a 253,7
nm (112,8 kcal/mol), efetiva na inativação dos microrganismos.
27
A radiação ultravioleta na desinfecção de águas residuais domésticas
O circuito elétrico para acionamento das lâmpadas de baixa pressão de vapor de
mercúrio é igual ao usado em lâmpadas fluorescentes. No caso das lâmpadas
fluorescentes, o tubo de quartzo é substituído por um tubo de vidro revestido por
cristais de fósforo (Figura 6).
Figura 6.Lâmpada fluorescente normal e lâmpada de baixa pressão do tipo UV.
Os principais tipos de lâmpadas germicidas são (Usepa, 1986; Tchobanoglous et
al., 2003):
● Lâmpadas de baixa pressão e baixa intensidade de radiação
As lâmpadas de baixa pressão emitem de 80% a 90% da energia para um
comprimento de onda de 253,4 nm, podendo ser consideradas
monocromáticas.
A energia emitida no comprimento de onda de 253,4 nm representa entre 30% a
50% da potência nominal da lâmpada, sendo o restante dissipado na forma de
calor. No mercado existem lâmpadas com potências que variam de 4 a 60 W,
correspondendo a maior oferta alâmpadas de 30 W.
A mistura de vapor mercúrio – árgon encontra-se a uma pressão de 0,007 mm
Hg no seu interior e uma temperatura ótima de trabalho de 40ºC.
Geralmente são utilizadas em sistemas de desinfeção com um tubo de quartzo,
cujo principal objetivo é manter a temperatura de funcionamento da lâmpada
próxima de 40 ºC.
A vida útil deste tipo de lâmpada varia de 3000 a 13000 horas, dependendo da
qualidade do material e do número de ciclos de partida a que são submetidas.
● Lâmpadas de baixa pressão e alta intensidade
Basicamente, são lâmpadas muito semelhantes às descritas anteriormente, à
exceção da mistura mercúrio – índio que substitui o mercúrio – árgon do caso
anterior.
28
A radiação ultravioleta na desinfecção de águas residuais domésticas
A capacidade para emitir radiação UV a 254 nm é 2 a 4 vezes superior à das
lâmpadas convencionais de baixa pressão. A pressão no interior destas
lâmpadas pode ser de 0,001 a 0,01 mm Hg.
Este tipo de lâmpada é mais eficiente e mais resistente do que as lâmpadas de
baixa pressão e baixa intensidade, em função de a mistura mercúrio – índio
manter um nível constante de átomos de mercúrio na forma de vapor.
● Lâmpadas de média pressão e alta intensidade
Lâmpada que opera sob pressões entre 100 e 10000 mm Hg, próximo da
pressão atmosférica, e numa faixa de temperatura ideal de 600 a 800ºC.
Nestas condições, praticamente todo o mercúrio que existe no seu interior é
vaporizado.
As lâmpadas de média pressão e alta intensidade são policromáticas, emitindo
radiações com comprimento de onda de 180 a 1370 nm. A potência nominal
varia na gama 0,7 a 5 kW.
Relativamente à conversão da energia total em UV-C, a eficiência varia de 27% a
44%, dos quais apenas de 7% a 15% possuem 254 nm. Além de que, estas
lâmpadas geram quantidade de radiação UV 50 a 100 vezes superiores às
geradas pelas lâmpadas de baixa pressão e baixa intensidade. Com isso, o
tempo de exposição e o número de lâmpadas são muito menores do que os
utilizados nas unidades que empregam as lâmpadas de baixa pressão de vapor
de mercúrio.
A utilização mais frequente é em grandes estações de tratamento, o que
possibilita a adoção de tempos de contacto muito curtos na desinfeção e,
consequentemente, a construção de unidades bastante compactas.
Na Tabela 5 apresenta-se um resumo das principais características das lâmpadas
UV utilizadas em reatores de desinfeção de esgotos domésticos.
Tabela 5.Características das lâmpadas UV utilizadas na desinfeção de águas residuais
(Tchobanoglous et al., 2003).
Item Unidade
Tipo de lâmpada
Baixa pressãoBaixa
intensidade
Baixa pressãoAlta
intensidade
Média pressãoAlta
intensidade
Potência consumida W 70 – 100 200
29
A radiação ultravioleta na desinfecção de águas residuais domésticas
Unidade
Corrente elétrica
kW
mA350 – 550
1,2 2 – 5
Variável Variável
Voltagem V 220 Variável Variável
Eficiência % 30 – 40 25 – 35 10 – 12
Saída da lâmpada a 254 nm
W 25 – 27 60 – 400
Temperatura ºC 35 – 45 90 – 150 600 – 800
Pressão mm Hg 0,007 0,001 – 0,01
Comprimento m 0,75 – 1,5 Variável Variável
Diâmetro mm 15 Variável Variável
3.2.1 Fatores que influenciam o desempenho das lâmpadas
A intensidade da radiação ultravioleta emitida pelas lâmpadas germicidas é
afetada por diversos fatores, sendo de destacar os seguintes:
● Temperatura de operação da lâmpada
Tendo em vista a quantidade de radiação UV gerada, cada tipo de lâmpada
possui uma faixa ótima de operação. No caso das lâmpadas de baixa pressão e
baixa intensidade, o rendimento ótimo situa-se em torno de 40ºC.
● Tempo de operação da lâmpada
A vida útil de uma lâmpada germicida corresponde ao período em que,
respeitadas as condições de operação estabelecidas pelo fabricante, ela
consegue gerar radiação UV com a intensidade prevista no dimensionamento do
processo de desinfeção. De acordo com a informação de diversos fabricantes, a
vida útil de uma lâmpada de baixa pressão e baixa intensidade pode variar de
4000 a 13000 horas.
A Figura 7 ilustra o desempenho de diferentes lâmpadas comerciais, de baixa
pressão e de baixa intensidade, na emissão de radiação a 254 nm, relativamente
ao especificado pelo fabricante (100%). No início do funcionamento as
intensidades de radiação foram superiores aos dados fornecidos pelos
fabricantes, seguindo-se um decaimento da emissão em função do tempo de
uso.
30
A radiação ultravioleta na desinfecção de águas residuais domésticas
Figura 7.Variação da intensidade de radiação na câmara de contacto em função do
tempo de operação.
● Instabilidade na voltagem da corrente
A eficiência de emissão de radiação UV para lâmpadas de baixa pressão e de
baixa intensidade é de 100% para corrente a 220 V. A eficiência decai
sensivelmente para voltagens inferiores, podendo diminuir cerca de 15% se a
voltagem cair de 220 V para 200 V. A variação da intensidade de radiação UV ao
longo do tempo, numa unidade ligada diretamente à rede elétrica, é apresentada
pela Figura 8. Observam-se variações na intensidade que vão até
aproximadamente 25% da intensidade média no período em análise.
Figura 8. Instabilidade na intensidade da radiação UV devido a flutuações na
voltagem da rede elétrica.
A vida útil das lâmpadas também depende muito da qualidade do material, bem
como do número de arranques e das condições de operação. Os principais fatores que
contribuem para uma redução da eficiência de emissão de radiação incluem falhas nos
31
A radiação ultravioleta na desinfecção de águas residuais domésticas
elétrodos, deposição de mercúrio nas paredes (escurecimento) e solarização do
invólucro (Usepa, 1984).
3.3 Desempenho do Processo de Desinfeção: Fatores Físicos
A eficácia da desinfeção num reator UV é influenciada de forma considerável, por
diversos fatores físicos, sendo de destacar a distribuição espacial da radiação UV e o
seu comportamento hidrodinâmico nas diferentes condições operacionais. Uma breve
descrição desses fatores é apresentada a seguir.
● Distribuição espacial da radiação UV
A quantidade, o arranjo e o posicionamento das lâmpadas UV é fulcral para o
bom desempenho do reator UV na desinfeção. A distribuição espacial da
radiação UV emitida depende desses fatores, que deve ser o mais homogénea
possível nas três dimensões do reator (comprimento, largura e profundidade).
Esse objetivo não foi conseguido no exemplo apresentado na Figura 9, que ilustra
as curvas de iso-intensidade de radiação UV (254 nm) num reator. Observa-se
que junto às paredes do reator, o efluente recebe uma menor intensidade de
radiação; região onde se localizam a grade de fixação das lâmpadas e o suporte
da reactância eletrónica.
As regiões em que se verificam as maiores intensidades estão próximas ao eixo
longitudinal do reator, próximas de 40, 100 e 180 cm.
Assim, pode prever-se um baixo rendimento na inativação de microrganismos
nas linhas de fluxo próximas das paredes do reator, contribuindo para obter um
efluente final com qualidade aquém da prevista.
Figura 9.Curvas de iso-intensidade UV (254 nm) no reactor (a 5 cm do fundo).
32
A radiação ultravioleta na desinfecção de águas residuais domésticas
● Comportamento hidrodinâmico do reator
Conforme foi salientado anteriormente, o escoamento hidráulico de tipo pistão,
com mistura axial suficiente para maximizar a exposição da massa líquida à
radiação UV, deve ser privilegiado na conceção de um reator UV. Tal facto é
consequência da cinética de primeira ordem que caracteriza o decaimento dos
microrganismos expostos à radiação UV.
Curto-circuitos e zonas mortas devem ser minimizados, o que pode ser
conseguido com dispositivos que aumentem a eficiência hidráulica do processo
(exemplo: chicanas ou cortinas deflectoras).
Deve ser dada atenção especial aos dispositivos de alimentação e de recolha do
efluente do reator, a fim de minimizar a dispersão longitudinal.
3.4 Tipos de Processos
Uma das classificações usuais para os processos UV tem por base o
posicionamento das lâmpadas em relação ao líquido submetido à desinfeção.
Os processos em que as lâmpadas se encontram fora do meio líquido são
conhecidos como processos de lâmpadas emersas ou de não contacto. Ainda nesta
categoria, há processos com lâmpadas externas a tubos transparentes, no interior dos
quais escoa o líquido.
Os processos com lâmpadas imersas compreendem a utilização de lâmpadas
que podem estar em contacto direto ou não com a corrente líquida. Neste último caso,
as lâmpadas encontram-se protegidas por um tubo, geralmente de quartzo, sendo
desprezável a radiação UV adsorvida.
Outro tipo de classificação refere-se à forma de escoamento do líquido, que pode
ocorrer em canais ou em condutas. Resumindo as diferentes opções técnicas, tem-se:
Processos com lâmpadas emersas / imersas
● Escoamento hidráulico em canal;
● Escoamento hidráulico forçado em conduta.
33
A radiação ultravioleta na desinfecção de águas residuais domésticas
3.4.1 Processos com lâmpadas emersas
O processo mais comum com lâmpadas emersas é caracterizado pelo
escoamento livre do líquido a desinfetar em um ou mais canais funcionando em
paralelo, assumindo geralmente o formato de uma mesa (Figuras 10 e 11).
Uma câmara de alimentação dos canais recebe o efluente dos processos de
tratamento secundário ou terciário e reparte o caudal pelos canais por meio de
vertedores triangulares. A câmara de receção do efluente final do reator UV encaminha
o efluente desinfetado para o emissário de descarga.
As lâmpadas UV de baixa pressão podem ser posicionadas paralela ou
transversalmente ao sentido de fluxo do líquido e com espaçamento constante entre
lâmpadas (5 a 10 cm).
A geratriz inferior de cada lâmpada é posicionada o mais próximo possível da
superfície da água residual, a fim de otimizar a distribuição da radiação UV no líquido.
Os canais são cobertos por tampas constituídas ou revestidas por material
refletor da radiação, com destaque para o alumínio. As tampas melhoram o
aproveitamento da radiação UV emitida pelas lâmpadas, além de protegerem os
trabalhadores do contacto direto com a radiação.
Figura 10.Esquema de implantação de um reator UV com lâmpadas emersas.
34
A radiação ultravioleta na desinfecção de águas residuais domésticas
Figura 11.Reator UV com lâmpadas emersas, sem tampa de proteção do canal de
escoamento.
O escoamento forçado em tubagens não é muito comum no caso de processos
com lâmpadas emersas. As lâmpadas são posicionadas externamente a tubos
transparentes à radiação UV, em quartzo ou téflon, por onde circula o líquido a ser
desinfetado (Figura 12). Esta configuração requer a instalação de um dispositivo de
limpeza da superfície dos tubos que entra em contacto com o líquido. A formação de
biofilme diminui a eficiência de transmissão da radiação UV, prejudicando o
desempenho do processo.
Figura 12.Processo UV com lâmpadas emersas e escoamento forçado em tubos de
teflon.
35
A radiação ultravioleta na desinfecção de águas residuais domésticas
3.4.2 Processos com lâmpadas imersas
Neste tipo de processo as lâmpadas UV trabalham dentro da corrente líquida,
normalmente protegidas por um invólucro constituído por material com baixa absorção
da radiação UV (quartzo ou téflon). O quartzo absorve aproximadamente 5% de
radiação ultravioleta, enquanto o téflon, pode chegar aos 35% (Usepa, 1999). A
dissipação de energia corresponde à perda que ocorre nos refletores de alumínio
polido, usados em sistema com lâmpadas emersas.
Geralmente, o invólucro possui a forma de um bolbo, em que o diâmetro da
secção transversal é ligeiramente superior ao da própria lâmpada. A lâmpada é
inserida no seu interior, sendo hermeticamente protegida do contacto com o líquido
uma vez fechado o bolbo, o que lhe permite operar em condições adequadas de
temperatura.
O contacto permanente entre o invólucro de proteção e o líquido leva à formação
de um biofilme na sua superfície, constituído por material orgânico e inorgânico, que
prejudica a transmissão da radiação UV. Assim, torna-se indispensável um dispositivo
para remoção do biofilme, de modo que o rendimento da desinfeção se mantenha ao
longo do tempo. Tais dispositivos podem basear-se em processos químicos (cloro,
ácidos fortes, etc.) ou físicos (ultra-som, raspagem simples, etc.).
Reator UV com escoamento em canal
O arranjo do conjunto de lâmpadas depende do tipo de escoamento hidráulico
utilizado no processo. Os reatores UV em canal aberto podem utilizar lâmpadas de
baixa pressão, bem como lâmpadas de baixa pressão e alta intensidade. O
posicionamento das lâmpadas pode ser horizontal ou perpendicular ao sentido de fluxo
do líquido no canal. Estas também se podem apresentar paralela ou transversalmente
ao sentido do escoamento. A combinação destas possibilidades dá origem às diversas
patentes disponíveis atualmente no mercado. As Figuras 13 e 14 apresentam um reator
em canal aberto, com lâmpadas imersas dispostas perpendicular e transversalmente
ao sentido de escoamento do líquido.
36
A radiação ultravioleta na desinfecção de águas residuais domésticas
Figura 13.Processo UV com lâmpadas imersas e escoamento em canal.
Figura 14.Arranjo de lâmpadas UV protegidas por um tubo de quartzo.
Reatores UV com escoamento forçado em conduta
O escoamento forçado numa conduta opaca, dentro do qual se inserem
lâmpadas UV com ou sem tubo de proteção, é outra possibilidade. Da mesma forma
que nos reatores em canal aberto, as lâmpadas também podem ser dispostas paralela
37
A radiação ultravioleta na desinfecção de águas residuais domésticas
ou transversalmente ao fluxo. Também neste caso, é imprescindível a existência de um
dispositivo para limpeza das superfícies das lâmpadas ou dos tubos de proteção que
entram em contacto direto com o líquido. Dois exemplos de reatores com lâmpadas
posicionadas paralelamente ao escoamento hidráulico no interior do processo são
apresentados nas Figuras 15 e 16.
Na Tabela 6 apresenta-se um resumo das principais características dos processos
de desinfeção UV anteriormente descritos.
Figura 15.Retor UV com lâmpada imersa e escoamento forçado em conduta no
sentido horizontal.
38
A radiação ultravioleta na desinfecção de águas residuais domésticas
Figura 16.Reator UV com lâmpada imersa e escoamento forçado em conduta no
sentido vertical (Alves, 2003).
Tabela 6.Nível de desenvolvimento e aspetos de operação e manutenção dos
processos.
Item
Lâmpadas emersas Lâmpadas imersas
Escoamentoem canal
Escoamentosob pressão
Escoamentoem canal
Escoamento sobpressão
Estágio de desenvolvimento tecnológico
Bemdesenvolvido Desenvolvido
Bemdesenvolvido Bem desenvolvido
Dimensão da ETAR Pequena amédia
Pequena amédia
Média agrande
Todos ostamanhos
Nível de tratamento antes da desinfeção Secundário Secundário Secundário Secundário
Complexidade da tecnologia Simples Moderada Moderada Moderada
Consumo energético Intermédio Intermédio Reduzido Reduzido
Exigência operacional Mínima Moderada Moderada Moderada
Limpeza das lâmpadas ou tubo de proteção
Não Sim Sim Sim
Área requerida Intermédia Intermédia Reduzida Reduzida
39
A radiação ultravioleta na desinfecção de águas residuais domésticas
CAPÍTULO 4
DIMENSIONAMENTO DE UMA UNIDADE DE DESINFECÇÃO POR
RADIAÇÃO UV
O dimensionamento de um reator UV para desinfeção de uma água residual
doméstica pode ser realizado por meio de modelos matemáticos empíricos e semi-
empíricos. Os modelos desenvolvidos por Scheible (1987) e Emerick e Darby (1993)
(WEF, 1996), são apresentados de seguida.
Tendo por base a teoria para escoamentos não ideais apresentada por Levenspiel
(1972), Scheible (1987) desenvolveu e validou o modelo apresentado na Equação 13.
pm
m Nu
kD
D
LuNN
20
411
2exp (13)
em que:
N , concentração de microrganismos no efluente sujeito à radiação UV (NMP/100
ml);
0N , concentração de microrganismos no afluente (NMP/100 ml);
pN , concentração de microrganismos associada as partículas de matéria em
suspensão (NMP/100 ml);
mu , velocidade média do escoamento (cm.s-1);
L , comprimento do percurso monitorizado (cm);
D , coeficiente de dispersão longitudinal (cm2.s-1);
k , constante de inativação (s-1)
O valor de k é dado pela Equação 14:
bIak )( (14)
em que:
I , intensidade média de radiação UV no reator (mW.cm-2)
Por sua vez, o valor de pN é calculado por:
mp SScN ).( (15)
40
A radiação ultravioleta na desinfecção de águas residuais domésticas
(13)
(14)
(15)
em que: SS , concentração de sólidos suspensos (mg.L-1); mcba, ,,
coeficientes empíricos.
As limitações deste método têm a ver com a necessidade de conhecer
previamente o coeficiente de dispersão longitudinal, e ainda, com a baixa correlação
normalmente obtida ao ajustar a Equação 13 aos dados de amostras sujeitas a altas
doses de radiação (Loge et al., 1996).
Emerick e Darby em 1993 (ver WEF, 1996) propuseram um modelo empírico
baseado em características do afluente (Equação 16).
nccba doseNTFSSAN )()()()()( 0 (16)
em que:
N , concentração de microrganismos no efluente sujeito à radiação UV
(NMP/100 ml);
SS , concentração de sólidos suspensos (mg.L-1);
TF , transmitância a 253,7 nm da amostra filtrada (%);
0N , concentração de microrganismos no afluente (NMP/100 ml);
, coeficiente de distribuição do tamanho das partículas;
dose , dose fectiva média de radiação UV (mJ.cm-2);
ncbaA ,,,, , coeficientes empíricos.
Como limitação deste modelo pode apontar-se a necessidade de ter uma grande
base de dados para obter coeficientes fiáveis, além de exigir regressão múltipla para
obtenção dos mesmos.
4.1 Procedimento de Cálculo (reator de lâmpadas emersas)
1º Passo: a partir de dados experimentais obtidos em ensaios em reactor fechado ou
fluxo contínuo, estima-se a dose efetiva para atingir a eficiência de remoção de
microrganismos desejada. A dose efetiva pode ser obtida pela Equação 3:
]. 2[mJ/cm tID m
41
A radiação ultravioleta na desinfecção de águas residuais domésticas
(16)
A intensidade média no meio pode ser obtida pela Lei de Beer-Lambert (Equação 6):
]).exp(1.0 2[mW/cm LL
IIm
2º Passo: a dose aplicada é obtida pelo produto da intensidade de radiação
ultravioleta na superfície do líquido ( 0I ) pelo tempo de exposição ( t ):
][mJ/cm 2tIDa 0 (17)
3º Passo: cálculo da dose aplicada ( avD ) por unidade de volume:
]278,0 3[Wh/m L
DD a
av (18)
em que:
aD , dose de radiação aplicada na superfície do líquido (mJ.cm-2);
L , espessura da lâmina de líquido (cm);
4º Passo: estimar o número de lâmpadas necessárias no reator, o que pode ser
calculado por:
254.
.
Pf
DQn a (19)
em que:
Q , caudal a tratar (m3/h);
254P , potência da lâmpada a 254 nm (W);
f , fração de energia que efetivamente chega ao líquido (eficiência do refletor).
5º Passo: calcular as dimensões do reator. O volume do reator é obtido a partir do
tempo de exposição ( t ) e do caudal de água residual a tratar (Q ). A área do reator (
A ) obtém-se dividindo o volume pela espessura da lâmina líquida.
42
A radiação ultravioleta na desinfecção de águas residuais domésticas
(17)
(18)
(19)
6º Passo: confirmar a dose de radiação aplicada, estimada no 2º passo. A dose média
aplicada no reator adotado pode ser calculada por:
][mJ/cm 2tA
fPnreactorDa
254)( (20)
Caso este último valor não seja compatível com a dose aplicada estimada, deve
alterar-se o tempo de exposição da água residual à radiação no reator, de forma a
compatibilizar o valor com os dados iniciais.
O procedimento anteriormente descrito para dimensionar reatores UV, com
lâmpadas emersas e escoamento em canal, foi utilizado no cálculo dos parâmetros
apresentados na Tabela 7. Nela, são apresentados os principais parâmetros de
dimensionamento deste tipo de processo, com base nas características do afluente a
desinfetar.
Tabela 7.Parâmetros de dimensionamento de reatores UV (lâmpadas emersas e
escoamento em canal), para diferentes tipos de afluente a ser desinfetado.
Tipo de efluente a tratar Primário Anaeróbio Secundário aeróbio
Terciárioaeróbio
Transmitância (%) 15 – 40 15 – 25 30 – 50 60 – 85
Absorvância (cm-1) 0,6 – 0,8 0,4 – 0,8 0,3 – 0,5 0,2 – 0,4
Dose aplicada (mJ.cm-2)* 130 – 175 90 – 155 80 – 135 70 – 135
Dose aplicada por volume (Wh.m3)* 8,0 – 11 5,5 – 9,5 4,0 – 7,0 2,5 – 5,5
Potência instalada (W.hab-1)** 3,0 – 4,5 2,0 – 4,5 2,0 – 3,5 1,5 – 3,5
Potência consumida (kWh.hab-1.dia-1)** 5,0 – 6,5 3,0 – 6,5 2,5 – 4,0 1,5 – 3,0
* Valores aproximados a partir de uma dose efetiva de 21 mJ.cm -2, calculada com base no valor médio da absorvância para cada efluente.
** Base de cálculo: População = 1000 hab. e uma capitação de 150 L.hab-1.d-1; lâmpadas de 30 W, eficiência de 75%.
43
A radiação ultravioleta na desinfecção de águas residuais domésticas
(20)
CAPÍTULO 5
MANUTENÇÃO E OPERAÇÃO
5.1 Aspetos Operacionais e de Manutenção
A instalação de um sistema de desinfeção por radiação ultravioleta deve ser feita
em local de fácil acesso, quer para operação do sistema, quer para efetuar serviços de
manutenção.
As instalações elétricas do sistema UV deverão contemplar uma linha exclusiva
para motores e bombas, caso contrário podem ocorrer diversos problemas, como
diminuição da vida útil das lâmpadas e das reactâncias eletrónicas.
Como referido anteriormente, há dois tipos de configurações dos reatores de
desinfeção por UV: lâmpadas imersas (de contacto) ou emersas (de não contacto) no
meio líquido.
Em ambos, a principal operação corresponde à inspeção visual para avaliar da
necessidade de limpeza, do canal ou das lâmpadas, esta última no caso de reator com
as mesmas imersas. A totalidade da superfície entre a fonte de radiação e os
organismos-alvo deve manter-se limpa para o bom funcionamento do sistema, sendo a
limpeza inadequada uma das causas mais comuns de baixa eficiência da desinfeção
por UV (Usepa, 1999).
O procedimento de limpeza do canal pode ser hidráulico, manual ou
automatizado. Em reatores com lâmpadas imersas a limpeza pode ser mecânica ou
química, apresentando um funcionamento manual ou automatizado.
A limpeza química é comummente realizada com ácido cítrico ou soluções
diluídas de vinagre ou hidróxido de sódio (Usepa, 1986). A sua frequência é específica
para cada sistema, pelo que, deve ser estabelecida e implementada uma rotina de
monitorização física e um cronograma de manutenção.
Os procedimentos operacionais devem incluir a monitorização e o controlo das
variáveis do processo: transmitância da radiação ultravioleta no líquido (ou
absorvância), características físicas do afluente (sólidos suspensos), caudal e nível do
líquido no canal, concentração de ferro e dureza, tipo de efluente, tempo de
funcionamento da lâmpada, temperatura e intensidade da radiação UV.
44
A radiação ultravioleta na desinfecção de águas residuais domésticas
As operações de manutenção consistem na troca de lâmpadas, reactâncias e
sistemas de controlo, e na manutenção das superfícies do reator, recuperação e
pintura.
É importante que a substituição das lâmpadas seja feita em períodos não
superiores a sua vida útil para funcionamento em contínuo, ou quando se constatar
que a emissão de radiação pela lâmpada tem uma intensidade insatisfatória para
promover a desinfeção, bem como, quando a lâmpada estiver queimada.
O sistema elétrico de alimentação das lâmpadas germicidas deverá ser
vistoriado mensalmente, efetuando-se os reparos necessários. As reactâncias
eletrónicas devem instalar-se em local ventilado e protegido da humidade, a fim de
permitir uma adequada troca de calor.
O sistema de desinfeção deve contemplar um by-pass e ter flexibilidade
suficiente para isolar cada módulo quando for necessário efetuar qualquer intervenção
(manutenção corretiva ou preventiva), sem que ocorra a sua paralisação.
Pode ainda, prever-se a instalação de geradores para fornecimento de energia
em emergências. O acesso a lâmpadas e reactâncias deve ser facilitado.
O stock de peças de manutenção deve incluir lâmpadas, tubos de quartzo,
reactâncias eletrónicas e outras peças de reposição.
Os relatórios de manutenção devem discriminar o tempo de uso das lâmpadas,
vida útil e ciclo de reposição de equipamentos.
A Tabela 8 apresenta um conjunto de ações para a resolução dos problemas mais
comuns e manutenção de sistemas de desinfeção por radiação ultravioleta.
Tabela 8.Problemas e soluções no funcionamento de reatores UV (WEF, 1996).
Item Problema Verificar Ação corretiva
Reactânciaeletrónica
Aquecimento devidoa ventilação
deficiente do painel
Temperatura dasuperfície dasreactâncias /período de
funcionamentonormal
Inserir ventilação no painelou sistema de arrefecimento
Aquecimento devidoà distorção harmónica
da fonte pelasreactâncias
Temperatura dasuperfície dasreactâncias /
funcionamento emstand-by
Verificar a qualidade da fontede energia variando a cargade UV. Pode ser necessário
sistema ou equipamento parafiltrar as distorções
45
A radiação ultravioleta na desinfecção de águas residuais domésticas
Falhas frequentes dasreactâncias
Ligação terra Adequar a ligação terra àsrecomendações do fabricante
Medidor deintensidade
Acumulação debiofilme nos tubos de
quartzo
Intensidade UV nosistema
Limpeza frequente
Lâmpada UV Lâmpada queimada Lâmpada Substituir lâmpada
Caudal baixo ou nulo Aumento datemperatura do
líquido
Aumentar o caudal
Monitorizaçãoda qualidadedo efluente
Baixa eficiência dadesinfeção
Alta concentraçãode sólidos
Verificar tratamento amontante
Baixa eficiência dadesinfeção: re-
suspensão de sólidosdepositados no fundo
dos canais
Limpeza dos canais Limpeza do canal
Baixa eficiência dadesinfeção: baixa
dose de UV
Limpeza dassuperfícies
Limpar as superfícies
Baixa eficiência dadesinfeção: baixa
dose de UV
Lâmpadas emfuncionamento
Substituição das lâmpadasqueimadas
5.2 Segurança em Sistemas de Desinfeção por UV
A radiação ultravioleta pode causar danos aos olhos e à pele não protegida. A
exposição excessiva à radiação UV conduz à formação de queimaduras da pele. Cada
exposição aos raios ultravioleta é armazenada na pele, ou seja, os danos causados pela
exposição à radiação UV são cumulativos, sendo que os danos a nível celular podem
ser irreversíveis. A exposição crónica ou prolongada à radiação ultravioleta tem sido
relacionada com diversos efeitos sobre a saúde, nomeadamente o cancro de pele e o
envelhecimento prematuro da pele.
Além da pele, a radiação ultravioleta representa um grande perigo para a saúde
ocular. A exposição prolongada à radiação pode levar a um quadro agudo de
vermelhidão e dor ocular, que, no entanto, melhora após 24 a 48 horas, sem deixar
sequelas. Porém, a exposição crónica pode levar, ao longo de anos, ao
desenvolvimento de problemas oculares como cataratas e degeneração da retina.
46
A radiação ultravioleta na desinfecção de águas residuais domésticas
A principal regra de segurança é prevenir sempre a exposição à radiação
ultravioleta. Assim, os operadores destes sistemas de tratamento devem ser
informados sobre os danos causados pela radiação UV e quais os procedimentos a
adotar para os minimizar. Abaixo são citadas algumas precauções a serem tomadas
pelos operadores:
● O operador nunca se deverá expor, direta ou indiretamente, aos raios
ultravioleta;
● Nunca olhar diretamente para a lâmpada germicida quando estiver ligada;
● Qualquer que seja a operação que exija remoção das lâmpadas, o operador
deverá primeiro desligá-las;
● Pode prever-se um interruptor de segurança que desligará as lâmpadas sempre
que haja risco de exposição dos operadores à radiação ultravioleta. Tal medida
protegerá o operador em caso de erro de operação na manutenção do refletor, sem
desligar o respetivo circuito elétrico.
A melhor proteção é prevenir a exposição de qualquer parte do corpo à luz
ultravioleta, pelo uso de luvas e protetores faciais que retêm esse tipo de radiação. Os
operadores devem utilizar roupa de trabalho com mangas compridas e calças. Devido à
proximidade entre a corrente elétrica e a água, devem tomar-se precauções
relativamente a ligações elétricas, ligações terra e interruptores.
47
A radiação ultravioleta na desinfecção de águas residuais domésticas
BIBLIOGRAFIA
Alves, C.V.P. (2003). Ampliação de escala e avaliação de um fotorreator simplificado de
radiação UV na desinfecção de esgotos tratados. Dissertação (Mestrado em
Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos) – Escola de Engenharia, Universidade
Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte.
Blatchley III, E. (1997). Numerical modelling of UV intensity: application to collimated-
beam reactors and continuous flow systems. Water Research 31, 9, 2205-2218.
Bolton, J.R. (2000). Calculation of ultraviolet fluence rate distributions in an annular
reactor: significance of refraction and reflection. Water Research 34, 13, 3315-3324.
Chang, R. (1977). Physical chemistry with applications to biological systems. 2 ed.; New
York: Macmillan Publising Co. Inc.
Chernicharo, C.L. (2001). Pós-tratamento de efluentes de reatores anaeróbios. 2ª ed.;
Belo Horizonte, MG: UFMG.
Emerick, R.W.; Loge, J.F.; Ginn, T.; Darby, J. (2000). Modeling the inactivation of particle
associated coliform bacteria. Water Environment Research 72, 4, 432-438.
Harris, G.D.; Adams, V.D.; Sorensen, D.L.; Curtis, M.S. (1987). Ultraviolet inactivation of
selected bacteria and viruses with photoreactivation of the bacteria. Water Research
21, 6, 687-692.
Loge, F.J.; Emerick, R.W.; Heath, M.; Jacangelo, J.; Tchobanoglous, G.; Darby; J.L. (1996).
Ultraviolet disinfection of secondary wastewater effluents: prediction of performance
and design. Water Environment Research 68, 5, 900-916.
Ryer, A.D. (1997). Light measurement handbook. 2. ed.; Newburyport: Technical
Publications International Light Inc.
Severin, B.F.; Roessler, P.F. (1998). Resolving UV photometer outputs with modelled
intensity profiles. Water Research 32, 5, 1718-1724.
Sommer, R.; Cabaj, A.; Pribil, W.; Haider, T. (1997). Influence of lamp intensity and
water transmittance on the UV disinfection of water. Water Science Technology 35, 11-
12, 113-118.
48
A radiação ultravioleta na desinfecção de águas residuais domésticas
Tchobanoglous, G.; Loge, F.; Darby, J; Devries, M. (1996). UV design: comparison of
probabilistic and deterministic design approaches. Water Research 33, 10-11, 251- 260.
Tchobanoglous, G.; Loge, F.; Darby, J; Devries, M. (2003). Wastewater engineering:
treatment, disposal and reuse. New York: McGraw-Hill.
Treij, R. (1995). Ultraviolet technology. Water Conditioning & Purification.
Usepa – U. S. Environmental Protection Agency (1986). Design manual: municipal
wastewater disinfection. Cincinnati: Office of Research and Development, Water
Engineering, Research Laboratory, Center for Environmental Research Information
(EPA/625/1-86/021).
Usepa – U. S. Environmental Protection Agency (1999). Wastewater technology fact
sheet: ultraviolet disinfection. Washington: Office of Water (EPA/832/F-99/064).
WEF – Water Environment Federation (1996). Operation of municipal wastewater
treatment plants: manual of practice MOP-11. 5ª ed. Alexandria: WEF.
White, S.C.; Jernigan, E.B.; Venosa, A.D. (1986). A study of operational ultraviolet
disinfection equipment at secondary treatment plants. Journal of the Water Pollution
Control Federation 58, 3, 181-192.
49
A radiação ultravioleta na desinfecção de águas residuais domésticas
Qiupá Editora
www.quipaeditora.com.br
@quipaeditora
50
A radiação ultravioleta na desinfecção de águas residuais domésticas
Quipá Editora
Recommended